DE102014118215B3 - Device with a measuring head - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Messkopf mit einer auswechselbaren Aufnahme für wenigstens einen Sensor und/oder wenigstens ein Dreh-/Schwenkgelenk und/oder wenigstens einen Taster, wobei der Messkopf eine Vorrichtung zur Erzeugung einer ersten Haltekraft aufweist, bei der der Messkopf eine zweite Vorrichtung zur Erzeugung einer zusätzlichen Haltekraft aufweist.The invention relates to a device with a measuring head with an exchangeable receptacle for at least one sensor and / or at least one rotary / pivot joint and / or at least one pushbutton, wherein the measuring head has a device for generating a first holding force, wherein the measuring head has a second Having a device for generating an additional holding force.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Messkopf.The invention relates to a device with a measuring head.
Zum Stand der Technik gehören verschiedene Vorrichtungen mit einem Messkopf, beispielsweise Koordinatenmessgeräte mit einem schaltenden oder messenden Tastkopf oder Werkzeugmaschinen mit entsprechenden Messköpfen. Aus der Praxis sind verschiedene Anordnungen bekannt, um einen Taster oder Sensor an einem Messkopf anzuordnen. Die aus der Praxis bekannten Koordinatenmessgeräte und die dort eingesetzten Tastköpfe weisen eine mechanische Schnittstelle auf, die es erlaubt, unterschiedliche Tasterkonfigurationen automatisch einzuwechseln.The prior art includes various devices with a measuring head, for example, coordinate measuring machines with a switching or measuring probe or machine tools with corresponding measuring heads. From practice, various arrangements are known to arrange a probe or sensor on a measuring head. The coordinate measuring machines known from practice and the probes used there have a mechanical interface which allows different probe configurations to be automatically interchanged.
Ein derartiger Messkopf ist aus der
Diese Art der Lagerung erlaubt einen sehr präzisen und hochgenau reproduzierbaren Sitz der Aufnahme am Tastkopf. Dies ist zwingend erforderlich, um bei Messungen mit unterschiedlichen Tastern Bezüge zwischen ihnen bilden zu können.This type of storage allows a very precise and highly accurate reproducible seat of the recording on the probe. This is absolutely necessary in order to be able to form relationships between them during measurements with different buttons.
Aus dem genannten Stand der Technik ist es bekannt, die Tasteraufnahme durch einen Haken in die drei Lagereinheiten zu ziehen. Die Kraft hierfür erzeugt eine Feder in einem Zylinder. Soll der Haken geöffnet werden, um die mechanische Verbindung zu lösen, wird ein Kolben, an dem der Haken befestigt ist, mit Druckluft beaufschlagt und die Feder dadurch überbrückt.From the cited prior art, it is known to pull the button recording by a hook in the three storage units. The force for this creates a spring in a cylinder. If the hook is to be opened in order to release the mechanical connection, compressed air is applied to a piston to which the hook is fastened, thereby bridging the spring.
Werden höhere Haltekräfte am Haken benötigt, wird in der Praxis die Feder durch eine Feder mit höherer Kraft ersetzt. Diese Kraft darf allerdings nie die am Kolben mit Hilfe der Druckluft erreichte Kraft überschreiten, da sonst der Haken nicht durch die Druckluft geöffnet werden kann.If higher holding forces are required on the hook, in practice the spring is replaced by a spring with a higher force. However, this force must never exceed the force reached at the piston with the help of compressed air, otherwise the hook can not be opened by the compressed air.
Zum Stand der Technik (
Weiterhin gehört zum Stand der Technik
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, eine Vorrichtung mit einem Messkopf anzugeben, bei der die Haltekraft größer ist als bei den zum Stand der Technik gehörenden Vorrichtungen, um auch Taster mit hoher Masse oder mit hohem Drehmoment sicher in den Lagern zu halten.The technical problem underlying the invention is to provide a device with a measuring head, in which the holding force is greater than in the prior art devices to keep even high-mass or high-torque buttons safely in the camps.
Dieses technische Problem wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.This technical problem is solved by a device having the features according to
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Messkopf mit einer auswechselbaren Aufnahme für wenigstens einen Sensor und/oder wenigstens ein Drehschwenkgelenk und/oder wenigstens einen Taster, wobei der Messkopf eine Vorrichtung zur Erzeugung einer ersten Haltekraft aufweist,
wobei der Messkopf eine zweite Vorrichtung zur Erzeugung einer zusätzlichen Haltekraft aufweist, wobei der Messkopf ein Doppelkolbensystem aufweist und wobei die zusätzliche zweite Vorrichtung als ein pneumatischer Gegenkolben ausgebildet ist, zeichnet sich dadurch aus, dass eine Luftversorgung des pneumatischen Gegenkolbens mit einem pneumatischen Gewichtsausgleich gekoppelt ausgebildet ist.The device according to the invention with a measuring head with an exchangeable receptacle for at least one sensor and / or at least one rotary pivot joint and / or at least one pushbutton, wherein the measuring head has a device for generating a first holding force,
wherein the measuring head has a second device for generating an additional holding force, wherein the measuring head has a double piston system and wherein the additional second device is designed as a pneumatic counter-piston, characterized in that an air supply of the pneumatic opposed piston is formed coupled with a pneumatic counterbalance ,
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den Vorteil auf, dass durch die zweite Vorrichtung eine zusätzliche Haltekraft erzeugt wird, die zu der ersten Haltekraft hinzukommt. Hierdurch wird die Gesamthaltekraft erhöht, um auch Taster mit einer hohen Masse oder mit hohem Drehmoment, die beispielsweise durch asymmetrisch verteilte seitlich angebrachte Massen entstehen, sicher in den Lagern halten zu können.The device according to the invention has the advantage that an additional holding force is generated by the second device, which is added to the first holding force. As a result, the total holding force is increased in order to hold high-mass or high-torque buttons that arise, for example, asymmetrically distributed laterally mounted masses safely in the camps.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Messkopf ein Doppelkolbensystem aufweist und dass die zusätzliche zweite Vorrichtung als ein Gegenkolben ausgebildet ist.According to the invention it is provided that the measuring head has a double piston system and that the additional second device is designed as an opposing piston.
Durch das Doppelkolbensystem besteht die Möglichkeit, dass der Kolben, an dem die Aufnahme für den wenigstens einen Sensor und/oder das wenigstens eine Drehschwenkgelenk und/oder wenigstens den einen Taster befestigt ist, auch von der Seite, beispielsweise mit Luft, beaufschlagt werden kann, die in Richtung der Aufnahme angeordnet ist. So kann eine zusätzliche Kraft zu der Vorrichtung, die die erste Haltekraft erzeugt, erzeugt werden und die Haltekraft wird hierdurch erhöht.Due to the double piston system, there is the possibility that the piston on which the Receiving for the at least one sensor and / or the at least one rotary swivel joint and / or at least one push-button is attached, also from the side, for example, with air, can be applied, which is arranged in the direction of the recording. Thus, an additional force to the device that generates the first holding force can be generated and the holding force is thereby increased.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist für die Erzeugung der ersten Haltekraft wenigstens eine Feder und/oder wenigstens ein Magnet vorgesehen.According to a further advantageous embodiment of the invention, at least one spring and / or at least one magnet is provided for generating the first holding force.
Diese beiden Vorrichtungen arbeiten zuverlässig und sind kostengünstig.These two devices work reliably and are inexpensive.
Gemäß der Erfindung ist der Gegenkolben als pneumatischer Gegenkolben ausgebildet. Gerade im Anwendungsbereich von Koordinatenmessgeräten hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, mit Luft zu arbeiten, da keine Verschmutzungen auftreten, wie beispielsweise bei der Verwendung von hydraulischen Systemen mit Öl.According to the invention, the counter-piston is designed as a pneumatic counter-piston. Especially in the field of coordinate measuring machines, it has proven to be advantageous to work with air, since no soiling occurs, such as when using hydraulic systems with oil.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Luftversorgung des pneumatischen Gegenkolbens mit einem pneumatischen Gewichtsausgleich gekoppelt ausgebildet ist.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that an air supply of the pneumatic counter-piston is formed coupled to a pneumatic counterbalance.
Die Druckversorgung auf der Aufnahmeseite des Messkopfes ist zusätzlich mit einem weiteren, beispielsweise pneumatischen Kolben verbunden, der in einem Zylinder angeordnet ist. Der Kolben ist vorteilhaft mit einer Feder verbunden. Die Feder ist vorzugsweise an einem gegenüber der so genannten Z-Schaukel ortsfest angeordneten Bauteil des Messkopfes befestigt. Durch die Betätigung des Kolbens, der auf die Feder wirkt und der an der in Z-Richtung beweglichen Z-Schaukel angeordnet ist, wird die Z-Schaukel entgegen der Schwerkraft hochgezogen, um einen Gewichtsausgleich für verschiedene Taster, Drehschwenkgelenke oder Sensoren durchführen zu können.The pressure supply on the receiving side of the measuring head is additionally connected to a further, for example, pneumatic piston, which is arranged in a cylinder. The piston is advantageously connected to a spring. The spring is preferably attached to a stationary relative to the so-called Z-swing arranged component of the measuring head. By the operation of the piston, which acts on the spring and which is arranged on the Z-direction movable Z-swing, the Z-swing is pulled up against gravity in order to carry out a weight balance for various buttons, swivel joints or sensors can.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Feder als eine bei einem Ausfall der zusätzlichen Haltekraft die Aufnahme abstützende Feder ausgebildet ist.According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the at least one spring is designed as a spring supporting the receptacle in the event of a failure of the additional holding force.
Entfällt die zusätzliche Haltekraft, wenn beispielsweise ein Luftausfall vorliegt, ist es erforderlich, dass die die erste Haltekraft erzeugende Feder und/oder der die erste Haltekraft erzeugende Magnet die Aufnahme für den wenigstens einen Sensor und/oder das wenigstens eine Drehschwenkgelenk und/oder den wenigstens einen Taster auffängt, um einen Schaden an dem Sensor, dem Drehschwenkgelenk und/oder dem Taster zu vermeiden.If the additional holding force is omitted, for example, if there is a loss of air, it is necessary for the spring generating the first holding force and / or the magnet generating the first holding force to receive the receptacle for the at least one sensor and / or the at least one rotary pivot joint and / or the at least one picks up a button to prevent damage to the sensor, the swivel joint and / or the button.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung als Koordinatenmessgerät ausgebildet ist. Koordinatenmessgeräte werden in vielen Bereichen eingesetzt und die Taster und/oder optische Sensoren und/oder Drehschwenkgelenke werden je nach Einsatzfall ausgetauscht. Da in der Praxis immer häufiger auch weit auskragende Taststiftsysteme verwendet werden, ist es besonders vorteilhaft, die Erfindung bei einem Koordinatenmessgerät einzusetzen, um die erhöhte Haltekraft erzeugen zu können, die bei Tastern mit hoher Masse und mit hohem Drehmoment für reproduzierbare Messungen erforderlich ist.A further advantageous embodiment of the invention provides that the device is designed as a coordinate measuring machine. Coordinate measuring machines are used in many areas and the buttons and / or optical sensors and / or rotary swivel joints are exchanged depending on the application. Since in practice more and more widely projecting stylus systems are used, it is particularly advantageous to use the invention in a coordinate measuring machine in order to generate the increased holding force required for high-mass and high-torque probes for reproducible measurements.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein Schaft der Aufnahme mit dem Doppelkolben fest verbunden ist, dass der Doppelkolben in einem mit Luft beaufschlagbaren Raum angeordnet ist und dass wenigstens eine Dichtung für den in den Raum geführten Schaft vorgesehen ist.A further advantageous embodiment of the invention provides that a shaft of the receptacle is fixedly connected to the double piston, that the double piston is arranged in a space can be acted upon with air and that at least one seal for the guided into the space shaft is provided.
Die Aufnahme ist beispielsweise mittels eines Schaftes an dem Kolben befestigt. Der Schaft muss hierzu in den mit Luft beaufschlagbaren Raum geführt werden, da der Kolben in diesem Raum angeordnet ist. Vorteilhaft ist hierzu der Schaft durch eine Dichtung, die im Bereich der Durchführöffnung des Schaftes angeordnet ist, gegenüber dem mit Luft beaufschlagbaren Raum abgedichtet.The receptacle is fastened to the piston, for example, by means of a shaft. For this purpose, the shaft must be guided into the space that can be acted upon with air, since the piston is arranged in this space. For this purpose, the shaft is advantageously sealed by a seal, which is arranged in the region of the passage opening of the shaft, with respect to the space which can be acted upon with air.
Gemäß der Erfindung ist also vorgesehen, dass die erreichbare Gesamtkraft sich aus der ersten Haltekraft, beispielsweise der Federkraft oder Magnetkraft, und der zusätzlichen Haltekraft, das heißt der auf den Kolben wirkenden Kraft zusammensetzt. Durch den Schaft für die Aufnahme ist die bei einem bestimmten Luftdruck erreichbare Kraft auf der Unterseite des Kolbens etwas geringer als die Kraft auf der Oberseite bei diesem Druck.According to the invention, it is thus provided that the achievable total force is composed of the first holding force, for example the spring force or magnetic force, and the additional holding force, that is to say the force acting on the piston. Due to the shaft for the intake, the force that can be achieved at a certain air pressure on the underside of the piston is slightly lower than the force on the upper side at this pressure.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel eines Messkopfes für ein Koordinatenmessgerät nur beispielhaft dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the accompanying drawings, in which an embodiment of a measuring head for a coordinate measuring machine is shown only by way of example. In the drawing show:
Darüber hinaus ist eine Tasteraufnahme
Diese Art der Lagerung erlaubt einen sehr präzisen und hoch reproduzierbaren Sitz der Tasteraufnahme
Die Tasteraufnahme
Sollen größere Haltekräfte erzeugt werden, können nur bis zu einem bestimmten Grad Federn mit größerer Haltekraft verwendet werden. In vielen Fällen ist aus Platzgründen die Verwendung einer Feder mit größerer Haltekraft im Messkopf
Gleiche Teile in
An dem Messkopf
Ein Schaft
Zusätzlich ist die Druckversorgung auf der aufnahmeseitigen Seite des Kolbens
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Messkopfprobe
- 2a2a
- Lagereinheitstorage unit
- 2b2 B
- Lagereinheitstorage unit
- 2c2c
- Lagereinheitstorage unit
- 3a3a
- Lagerkomponentebearing component
- 3b3b
- Lagerkomponentebearing component
- 3c3c
- Lagerkomponentebearing component
- 44
- TasteraufnahmeProbe body
- 55
- Tasterbutton
- 66
- Hakenhook
- 77
- Einrastvorrichtunglatching
- 88th
- Federfeather
- 99
- Zylindercylinder
- 1010
- Kolbenpiston
- 1111
- Einlassöffnunginlet port
- 1212
- Einlassöffnunginlet port
- 1313
- DoppelkolbensystemDouble piston system
- 1414
- Schaftshaft
- 1515
- Dichtungpoetry
- 1616
- Kolbenpiston
- 1717
- Zylindercylinder
- 1818
- Einlassöffnunginlet port
- 1919
- Federfeather
- 2020
- Z-SchaukelZ-Swing
- 2121
-
Raum in dem Zylinder
9 Space in thecylinder 9
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